Suurjännitetyhjiökytkimen periaate ja toiminta

Korkeajännitteisen tyhjökatkaisijan toimintaperiaate Valoohjatun tyhjiökatkaisijamoduulin käyttö monikatkaisuisessa tyhjökatkaisijassa asettaa korkeampia vaatimuksia virransyötön luotettavuudelle ja alhaiselle virrankulutukselle. Tästä syystä valoohjatun tyhjiökatkaisijamoduulin pienitehoinen itsenäinen virtalähdemoduuli on suunniteltu. Itsenäisen teholähteen toimintaperiaate analysoidaan ja sen tehosähkömagneettisen induktiokelan (teho CT) rakenne optimoidaan. Kondensaattorin latausmoduuli vähentää toimintahäviötään piirirakenteesta, laitevalinnasta ja toimintatilan muutoksesta. Kestomagneettimekanismin toimintakondensaattorin lataus- ja purkuominaismalli määritetään ja optimaalinen ajoittainen ohjausstrategia pienellä häviöllä analysoidaan. Älykkään ohjaimen pienitehoinen suunnittelu toteutetaan, ja online-pienitehoinen ohjausstrategia ja offline-lepotilan toimintatila toteutetaan. Jälkeenpäin kokeellisesti varmistettiin, että optimoidun tehon CT:n toiminta-alue on 200 A~3 000 A, mikä täyttää online-omavaraisen virtalähdemoduulin käyttöolosuhteet. Kokonaisomateholähteen normaali toimintahäviö on 300 mW, mikä vastaa sähköverkon sähkökatkoksia 3 viikon ajaksi. Itsenäinen virtalähdejärjestelmä voi silti ohjata valoohjatun tyhjökatkaisijan toimintaan. Suunniteltu itsenäinen virtalähde täyttää järjestelmän vaatimukset katkaisijan luotettavuudesta ja älykkyydestä.

Tyhjiökatkaisijat käyttävät tyhjiötä valokaaren sammutus- ja eristysaineena. Niillä on vahva valokaaren sammutuskyky, pieni koko, kevyt paino, pitkä käyttöikä, ei palo- ja räjähdysvaaraa eikä ympäristön saastumista. Siksi niitä käytetään laajasti keskijännitekentässä. Tyhjiön läpilyöntijännitteen ja raon pituuden välisen kyllästysvaikutuksen vuoksi yksikatkoisia tyhjökytkimiä ei kuitenkaan voida käyttää korkeammille jännitetasoille. Monikatkoiset tyhjiökytkimet voivat korjata tämän puutteen.

Monikatkaisuisten tyhjiökatkaisijoiden dynaamisia ja staattisia eristysominaisuuksia ja dynaamisia jännitteen tasapainotusongelmia on tutkittu useiden vuosien ajan kotimaassa ja ulkomailla. Kaksois- ja monikatkoisten tyhjiökytkimien staattinen läpilyöntitilastollinen jakaumamalli on perustettu ottamalla käyttöön "katkosheikkouden" käsite ja todennäköisyystilastomenetelmä. Johtopäätöksenä on, että kolmitakkoisen tyhjökatkaisijan rikkoutumistodennäköisyys on pienempi kuin yksikatkaisuisen tyhjiökatkaisijan, ja se varmistetaan kokein. Artikkelissa analysoidaan ja todennetaan jännitteen tasauskondensaattoreiden staattista ja dynaamista jännitteentasausvaikutusta monikatkaisuisissa tyhjökatkaisijoissa. Artikkelissa analysoidaan kaksinkertaisten tyhjiökytkimien katkaisumekanismia ja keskeisiä tekijöitä.